При взаємодії реагина з алергеном відбувається звільнення з опасистих клітин ряду речовин, які до цього взаємодії містилися в клітці, але в неактивному стані. Це так звані медіатори - біологічно активні речовини. До них відносяться: гістамін, лейкотрієни, простагландини. В результаті дії цих речовин в органах, в яких відбулися надходження алергену і зустріч його з реагинами, підвищується проникність судинної стінки, розвиваються набряк, спазм судин, скорочення м'язів і падає артеріальний тиск. Клінічна картина залежить від того, в якому органі розвинулася алергічна реакція. Такий орган прийнято називати шоковим. До такого «шокового» органу під дією виділених факторів спрямовуються еозинофіли. Їх можна виявити у хворих у великих кількостях у крові, слизу носа і бронхів. Виробляється також фактор, що активізує тромбоцити.
Найважливішим із медіаторів є гістамін - біогенний амін, що утворюється з гістидину. Будучи введений під шкіру, він викликає утворення характерного пухиря, схожого на виникаючий при опіку кропивою, а при введенні у вену тварин - викликає картину анафілактичного шоку. Вдихання розчину гістаміну викликає спазм бронхів. Гістамін у здорових людей міститься в невеликих кількостях, і, крім того, в крові здорових людей містяться речовини, здатні зв'язувати гістамін. При алергічних захворюваннях негайного типу (першого типу, атопічних) в крові і тканинах виявляється гістамін у великих кількостях, а здатність зв'язувати гістамін у таких хворих знижена.
Повільно діючі речовини анафілаксії (МРСА) здатні різко підвищувати проникність стінок судин і викликати спазм гладкої мускулатури. Це скорочення відбувається повільніше, ніж при дії гістаміну, але сильніше. МРСА являє собою суміш лейкотрієнів - похідних арахідонової кислоти. В інактивації МРСА бере участь арилсульфатаза, у великих кількостях міститься в эозинофилах. Особливо сильно дію МРСА на периферичні дихальні шляхи (бронхіоли). МРСА виникають в ході алергічної реакції. Максимальна кількість спостерігається через 15 хв після впливу алергену, потім відбувається повільний спад.
При алергічних реакціях виділяється також еозинофільний хемотоксичний фактор, завдяки якому в шоковому органі скупчуються еозинофіли, які беруть участь в ослабленні алергічної реакції.
Виділяється також фактор хемотаксису нейтрофілів, фактор, що активує тромбоцити. Внаслідок дії цих речовин до місця алергічної реакції залучаються нейтрофіли, тромбоцити, також беруть участь у алергічної реакції. Простагландини - також продукти перетворення арахідонової кислоти, частина з них здатна викликати спазм гладких м'язів, і зокрема спазм бронхів.
